KR20120029311A - Package substrate unit and method for manufacturing package substrate unit - Google Patents

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힌 느웨이 산 낭
가즈야 아라이
게이 후쿠이
신페이 이케가미
야스히토 다카하시
히데아키 요시무라
히토시 스즈키
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후지쯔 가부시끼가이샤
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Abstract

PURPOSE: A package substrate unit and a manufacturing method thereof are provided to improve connection reliability between a solder bumper formed in an electronic component and a solder bumper formed in a package substrate unit by including an electrode unit. CONSTITUTION: A package substrate unit(1) comprises an insulating layer(21) and an electrode unit. The electrode unit is formed in the insulating layer. The electrode unit establishes electricity joint with a terminal of an electronic component. The electrode unit has a protrusion. The protrusion is projected toward the electronic component. A solder resist layer(25) surrounds the electrode unit and the protrusion. The end part of the protrusion is projected from the surface of the solder resist layer.

Description

패키지 기판 유닛 및 패키지 기판 유닛의 제조 방법{PACKAGE SUBSTRATE UNIT AND METHOD FOR MANUFACTURING PACKAGE SUBSTRATE UNIT}PACKAGE SUBSTRATE UNIT AND METHOD FOR MANUFACTURING PACKAGE SUBSTRATE UNIT}

본 명세서에서 설명하는 실시예는 패키지 기판 유닛 및 패키지 기판 유닛의 제조 방법에 관한 것이다. Embodiments described herein relate to a package substrate unit and a manufacturing method of the package substrate unit.

통상적으로, 다층 구조에 의해 고밀도를 갖도록 구성된 패키지 배선 기판이 요구되고 있다. 이와 관련하여, 다층의 고밀도 구조를 갖도록 구성된 배선 기판으로서는, 특정의 층들 사이의 전기적 접속을 확립하기 위하여 코어층에 형성되는 IVHs(interstitial vias), 코어층에 형성된 IVH 패드, 강화층에 형성된 비아, 강화층에 형성된 비아 패드, 그리고 배선 패턴을 구비하는 강화 기판(buildup substrate)이 알려져 있다. 이러한 다층 강화 기판은 패키지 기판 유닛으로서 기능하는 것으로도 알려져 있다. Usually, the package wiring board comprised so that it has high density by a multilayered structure is calculated | required. In this regard, a wiring board configured to have a multi-layer high-density structure includes interstitial vias (IVHs) formed in the core layer, IVH pads formed in the core layer, vias formed in the reinforcement layer, to establish electrical connections between specific layers. A buildup substrate having a via pad and a wiring pattern formed in the reinforcement layer is known. Such multilayer reinforced substrates are also known to function as package substrate units.

다층 구조의 종래의 패키지 기판 유닛(100)의 예시적인 구조를, 도 19를 참고로 하여 이하에서 설명한다. 여기서, 도 19는 종래의 패키지 기판 유닛(100)의 구성도이다. 도 20a는 종래의 반도체칩 탑재층의 단면도이다. 도 20b는 종래의 반도체칩 탑재층의 평면도이다. An exemplary structure of a conventional package substrate unit 100 having a multilayer structure will be described below with reference to FIG. 19. 19 is a configuration diagram of a conventional package substrate unit 100. 20A is a sectional view of a conventional semiconductor chip mounting layer. 20B is a plan view of a conventional semiconductor chip mounting layer.

도 19에 도시된 바와 같이, 패키지 기판 유닛(100)은 반도체칩 탑재층(3), BGA(ball grid array) 솔더볼 탑재층(19), 절연층(4; 도 20a 참조) 및 절연층(5)을 구비한다. 이 외에, 패키지 기판 유닛은, 상측 및 하측 강화층으로서 각각 기능하며 비아(12)와 비아 패드(13)를 각각 갖는 절연층(14)과, 코어층(15) 및 솔더 레지스트층(7, 16)을 구비하는 다층 강화 구조를 갖도록 형성된다. As shown in FIG. 19, the package substrate unit 100 includes a semiconductor chip mounting layer 3, a ball grid array (BGA) solder ball mounting layer 19, an insulating layer 4 (see FIG. 20A), and an insulating layer 5. ). In addition, the package substrate unit functions as an upper and a lower reinforcement layer, respectively, and has an insulating layer 14 having a via 12 and a via pad 13, and a core layer 15 and a solder resist layer 7, 16. It is formed to have a multilayer reinforcement structure having a).

코어층(15)에는, 정해진 위치에 스루홀(17)이 형성되어 있다. 각 스루홀(17)에는 한 쌍의 비아 패드(13)가 상하에 놓여 있는 스루홀 비아(18)가 배치되어 있다. 이 외에, 패키지 기판 유닛(100)에 있어서는, 반도체칩(10)이 전자 부품으로서 반도체칩 탑재층(3)의 상면에 탑재되어 있다. The through hole 17 is formed in the core layer 15 at a predetermined position. Each through hole 17 is provided with a through hole via 18 in which a pair of via pads 13 are placed on the upper and lower sides. In addition, in the package substrate unit 100, the semiconductor chip 10 is mounted on the upper surface of the semiconductor chip mounting layer 3 as an electronic component.

반도체칩 탑재층(3)은 절연층(4; 도 20a 참조)과, 절연층(4)의 상면에 형성된 도전성 패드(6) 및 솔더 레지스트층(7)을 구비한다. 솔더 레지스트층(7)에는 상측에 위치하는 개구(8)가 정해진 위치에 형성되어 있다(도 19 참조). 반도체칩(10)의 단자에 형성된 솔더 범프(11)는, 반도체칩 탑재층(3)의 솔더 레지스트층(7)에 마련되어 있는 개구(8)에 형성된 솔더 범프(9)와 솔더 조인트를 형성한다. 여기서, 솔더 범프(9)에는 공융 솔더(Sn/Pb)가 사용된다. The semiconductor chip mounting layer 3 includes an insulating layer 4 (see FIG. 20A), a conductive pad 6 formed on the upper surface of the insulating layer 4, and a solder resist layer 7. In the soldering resist layer 7, an opening 8 located above is formed at a predetermined position (see Fig. 19). The solder bump 11 formed in the terminal of the semiconductor chip 10 forms the solder bump 9 and the solder joint formed in the opening 8 provided in the solder resist layer 7 of the semiconductor chip mounting layer 3. . Here, eutectic solder (Sn / Pb) is used for the solder bump 9.

한편, 종래의 기술을 개시하고 있는 공보에서는, 구리 포스트 및, 구리 포스트와의 솔더 조인트를 형성하기 위한 전기도금 전극으로서 기능하는 구리 범프가 반도체칩 등의 전자 부품이 탑재되는 베이스 수지층에 형성되어 있는 패키지 기판을 개시하고 있다. On the other hand, in the publication which discloses the prior art, the copper bump which functions as an electroplating electrode for forming a solder post with a copper post and a copper post is formed in the base resin layer in which electronic components, such as a semiconductor chip, are mounted A package substrate is disclosed.

(특허 문헌 1) 일본 특허 공개 제2008-042118호 공보(Patent Document 1) Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-042118

최근에는, 환경 문제의 관점에서, 반도체칩을 탑재할 때에 사용되는 솔더가, 공융 솔더로부터 납(Pb)을 함유하지 않는 무연 솔더(예컨대, Sn/Ag, Sn/Ag/Cu, Sn/Cu 등)로 전환되고 있다. In recent years, from the viewpoint of environmental problems, solders used for mounting semiconductor chips are lead-free solders containing no lead (Pb) from eutectic solders (for example, Sn / Ag, Sn / Ag / Cu, Sn / Cu, etc.). Is being converted to).

여기서, 무연 솔더의 융점 온도(예컨대, 220℃)는 공융 솔더의 융점 온도(예컨대, 183℃)보다 높다. 따라서 반도체칩(10)을 패키지 기판 유닛(100)에 탑재할 때의 열팽창의 차이에 의하여, 무연 솔더가 왜곡되기 쉬워진다. 이 외에, 무연 솔더는 공융 솔더보다 높은 경도를 갖기 때문에, 무연 솔더가 공융 솔더보다 깨지기 쉬워진다. Here, the melting point temperature (eg 220 ° C.) of the lead-free solder is higher than the melting point temperature (eg 183 ° C.) of the eutectic solder. Therefore, the lead-free solder is easily distorted due to the difference in thermal expansion when the semiconductor chip 10 is mounted on the package substrate unit 100. In addition, since the lead-free solder has a higher hardness than the eutectic solder, the lead-free solder is more fragile than the eutectic solder.

도 20a 및 도 20b를 참고로 하여 이하에서는, 무연 솔더를 사용하는 경우에 솔더 범프(9)에 균열을 초래하는 팩터를 설명한다. 여기서, 각 솔더 범프(9) 상에서의 응력은 상이한 재료들 사이의 계면에서 발생한다. 보다 구체적으로, 응력은 솔더 레지스트층(7) 상에서 각 개구(8)와 솔더 범프(9) 사이의 계면(도면에서 흑색 원 α로 표시)에서 발생하고, 도전성 패드(6)와 각 솔더 범프(9) 사이의 계면(도면에서 흑색 원 β로 표시)에서 발생한다. Referring to Figs. 20A and 20B, the following describes the factors causing cracks in the solder bumps 9 when using lead-free solder. Here, the stress on each solder bump 9 occurs at the interface between the different materials. More specifically, stress is generated at the interface between each opening 8 and solder bump 9 (indicated by the black circle α in the figure) on the solder resist layer 7, and the conductive pad 6 and each solder bump ( 9) occurs at the interface between them (indicated by the black circle β in the figure).

특히, 솔더 레지스트층(7) 상에 있어서 각 개구(8)와 솔더 범프(9) 사이의 계면에서 응력이 집중되기 때문에, 솔더 레지스트층(7) 상의 각 개구(8)와 솔더 범프(9) 사이의 계면(도면에서 흑색 원 α로 표시)으로부터 솔더 범프(9)의 중심부를 향하여 균열이 발생한다. 이러한 균열이 솔더 범프(9)의 내측에서 발생하면, 반도체칩(10; 도 19 참조)의 단자에 형성된 각 솔더 범프(11)와 솔더 범프(9) 사이의 접속 강도에 영향을 끼친다. In particular, since the stress is concentrated at the interface between the openings 8 and the solder bumps 9 on the solder resist layer 7, each opening 8 and the solder bumps 9 on the solder resist layer 7 are concentrated. Cracks occur from the interface between them (indicated by the black circle α in the drawing) toward the center of the solder bump 9. If such cracking occurs inside the solder bumps 9, the connection strength between the solder bumps 11 and the solder bumps 9 formed in the terminals of the semiconductor chip 10 (see Fig. 19) is affected.

한편, 종래 기술의 공보에 개시된 패키지 기판의 경우에는, 구리 포스트가 베이스 수지층의 스루홀에 형성되어 있기 때문에, 고가의 레이저 장치를 이용하여 베이스 수지층에 개구를 형성하는 것이 필요하다. 이 외에, 구리 포스트가 형성되어 있는 베이스 수지층을 솔더가 인쇄되어 있는 기판과 정렬시키거나 합체시키는 것도 필요하다. On the other hand, in the case of the package substrate disclosed in the prior art publication, since the copper post is formed in the through hole of the base resin layer, it is necessary to form an opening in the base resin layer using an expensive laser device. In addition, it is also necessary to align or coalesce the base resin layer on which the copper post is formed with the substrate on which the solder is printed.

따라서 본 발명의 실시예의 일 양태에 있어서의 목적은, 전자 부품에 형성된 솔더 범프와 패키지 기판 유닛에 형성된 솔더 범프 사이의 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있는 패키지 기판 유닛을 제공하는 것이다. Accordingly, an object of one embodiment of the present invention is to provide a package substrate unit capable of improving the connection reliability between the solder bumps formed on the electronic component and the solder bumps formed on the package substrate unit.

본 발명의 실시예의 일 양태에 따르면, 패키지 전극 유닛은, 절연층; 솔더를 통하여, 상기 절연층에 대향하여 위치된 전자 부품의 단자와의 전기 조인트를 확립하도록 상기 절연층에 형성되어 있는 전극 유닛을 포함하며, 상기 전극 유닛은 전자 부품을 향해 돌출하는 돌출부를 갖는다. According to an aspect of an embodiment of the present invention, a package electrode unit includes an insulating layer; Through solder, an electrode unit is formed in the insulating layer to establish an electrical joint with the terminal of the electronic component located opposite the insulating layer, the electrode unit having a protrusion projecting toward the electronic component.

본 발명에 따르면, 전자 부품에 형성된 솔더 범프와 패키지 기판 유닛에 형성된 솔더 범프 사이의 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있는 패키지 기판 유닛을 제공할 수 있다. According to the present invention, it is possible to provide a package substrate unit capable of improving the connection reliability between the solder bumps formed on the electronic component and the solder bumps formed on the package substrate unit.

도 1은 제1 실시예에 따른 패키지 기판 유닛의 단면도이고,
도 2a는 제1 실시예에 따른 반도체칩 탑재층의 단면도이고,
도 2b는 제1 실시예에 따른 반도체칩 탑재층의 평면도이고,
도 3은 반도체칩 탑재층의 구성 요소의 예시적인 치수를 설명하기 위한 설명도이고,
도 4a는 솔더 범프에 작용하는 응력의 분포를 설명하기 위한 단면도이고,
도 4b는 솔더 범프에 작용하는 응력의 분포를 설명하기 위한 평면도이고,
도 5는 솔더 범프와 관련한 신뢰성 테스트를 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 패키지 기판 유닛을 제조하는 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이고,
도 7a 내지 도 7j는 패키지 기판 유닛을 제조하는 방법을 설명하기 위한 설명도이고,
도 8은 제2 실시예에 따른 패키지 기판 유닛을 구성하는 반도체칩 탑재층의 단면도이고,
도 9는 제3 실시예에 따른 패키지 기판 유닛을 구성하는 반도체칩 탑재층의 단면도이고,
도 10은 제4 실시예에 따른 패키지 기판 유닛을 구성하는 반도체칩 탑재층의 단면도이고,
도 11은 제5 실시예에 따른 패키지 기판 유닛을 구성하는 반도체칩 탑재층의 단면도이고,
도 12는 제6 실시예에 따른 패키지 기판 유닛을 구성하는 반도체칩 탑재층의 단면도이고,
도 13은 제7 실시예에 따른 패키지 기판 유닛을 구성하는 반도체칩 탑재층의 단면도이고,
도 14는 제8 실시예에 따른 패키지 기판 유닛을 구성하는 반도체칩 탑재층의 단면도이고,
도 15는 제9 실시예에 따른 패키지 기판 유닛을 구성하는 반도체칩 탑재층의 단면도이고,
도 16은 제10 실시예에 따른 패키지 기판 유닛을 구성하는 반도체칩 탑재층의 단면도이고,
도 17은 제11 실시예에 따른 패키지 기판 유닛을 구성하는 반도체칩 탑재층의 단면도이고,
도 18은 제12 실시예에 따른 패키지 기판 유닛을 구성하는 반도체칩 탑재층의 단면도이고,
도 19는 종래의 패키지 기판 유닛의 구성도이고,
도 20a는 종래의 반도체칩 탑재층의 단면도이고,
도 20b는 종래의 반도체칩 탑재층의 평면도이다.
1 is a cross-sectional view of a package substrate unit according to the first embodiment,
2A is a cross-sectional view of a semiconductor chip mounting layer according to the first embodiment,
2B is a plan view of a semiconductor chip mounting layer according to the first embodiment,
3 is an explanatory diagram for illustrating exemplary dimensions of components of the semiconductor chip mounting layer;
4A is a cross-sectional view for explaining a distribution of stress applied to a solder bump,
4B is a plan view for explaining the distribution of stresses applied to the solder bumps,
5 is a view for explaining the reliability test associated with the solder bump,
6 is a flowchart for explaining a manufacturing method for manufacturing a package substrate unit,
7A to 7J are explanatory diagrams for describing a method of manufacturing a package substrate unit.
8 is a cross-sectional view of a semiconductor chip mounting layer constituting a package substrate unit according to the second embodiment,
9 is a cross-sectional view of a semiconductor chip mounting layer constituting a package substrate unit according to the third embodiment,
10 is a cross-sectional view of a semiconductor chip mounting layer constituting a package substrate unit according to the fourth embodiment,
11 is a sectional view of a semiconductor chip mounting layer constituting a package substrate unit according to the fifth embodiment,
12 is a cross-sectional view of a semiconductor chip mounting layer constituting a package substrate unit according to the sixth embodiment,
13 is a sectional view of a semiconductor chip mounting layer constituting a package substrate unit according to the seventh embodiment,
14 is a cross-sectional view of a semiconductor chip mounting layer constituting a package substrate unit according to the eighth embodiment;
15 is a sectional view of a semiconductor chip mounting layer constituting a package substrate unit according to the ninth embodiment,
16 is a cross-sectional view of a semiconductor chip mounting layer constituting a package substrate unit according to the tenth embodiment,
17 is a cross-sectional view of a semiconductor chip mounting layer constituting a package substrate unit according to the eleventh embodiment,
18 is a cross-sectional view of a semiconductor chip mounting layer constituting a package substrate unit according to the twelfth embodiment,
19 is a configuration diagram of a conventional package substrate unit,
20A is a cross-sectional view of a conventional semiconductor chip mounting layer,
20B is a plan view of a conventional semiconductor chip mounting layer.

첨부 도면을 참고로 하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

(a) 제1 실시예(a) First embodiment

도 1은 제1 실시예에 따른 패키지 기판 유닛의 단면도이다. 도 2a는 제1 실시예에 따른 반도체칩 탑재층의 단면도이다. 도 2b는 제1 실시예에 따른 반도체칩 탑재층의 평면도이다. 도 3은 반도체칩 탑재층의 구성 요소의 예시적인 치수를 설명하기 위한 설명도이다. 1 is a cross-sectional view of a package substrate unit according to the first embodiment. 2A is a cross-sectional view of a semiconductor chip mounting layer according to the first embodiment. 2B is a plan view of a semiconductor chip mounting layer according to the first embodiment. 3 is an explanatory diagram for illustrating exemplary dimensions of components of the semiconductor chip mounting layer.

한편, 본 발명은 본 실시예로 한정되지 않는다. 아울러, 도면에 예시된 예에서는, 강화 구조를 2층의 강화층으로 구성하고 있다. 그러나 대안으로, 제1 실시예에서와 같이 금속 포스트(24)가 형성되어 있는 반도체칩 탑재층(20)을 구비하는, 2층을 초과하는 강화 구조를 구성하는 것도 가능하다. 제1 실시예에 따른 이하의 설명에서는, 반도체칩(10)이 패키지 기판 유닛(1)의 상면에 탑재되는 것으로 생각한다. In addition, this invention is not limited to a present Example. In addition, in the example illustrated in the figure, the reinforcing structure is composed of two reinforcing layers. Alternatively, however, it is also possible to construct more than two layers of reinforcing structures, including the semiconductor chip mounting layer 20 on which the metal posts 24 are formed, as in the first embodiment. In the following description according to the first embodiment, it is assumed that the semiconductor chip 10 is mounted on the upper surface of the package substrate unit 1.

도 1에 도시된 바와 같이, 패키지 기판 유닛(1)은 반도체칩 탑재층(20), BGA 솔더볼 탑재층(54), 비아(31) 및 비아 패드(32)가 형성된 상측 강화층(30), 코어층(40), 그리고 비아(51) 및 비아 패드(52)가 형성된 하측 강화층(50)을 구비한다. 코어층(40) 상에는, 정해진 위치에 스루홀(41)이 형성되어 있다. 각 스루홀(41)에는, 한 쌍의 비아 패드(42)가 상하로 놓여 있는 스루홀 비아(43)가 배치되어 있다. 이 외에, 코어층(40)에는 배선(42a)이 형성되어 있다. As shown in FIG. 1, the package substrate unit 1 includes an upper reinforcement layer 30 having a semiconductor chip mounting layer 20, a BGA solder ball mounting layer 54, a via 31, and a via pad 32. The core layer 40 and the lower reinforcement layer 50 having the vias 51 and the via pads 52 are provided. On the core layer 40, a through hole 41 is formed at a predetermined position. In each of the through holes 41, through hole vias 43 in which a pair of via pads 42 are placed up and down are disposed. In addition, the wiring 42a is formed in the core layer 40.

패키지 기판 유닛(1)에 있어서는, 절연층(21)을 구비하는 반도체칩 탑재층(20)이 형성되어 있고, 절연층(55)을 구비하는 BGA 솔더볼 탑재층(54)이 형성되어 있다. 패키지 기판 유닛(1)은, 상측 강화층(30)에 형성된 비아(31) 및 비아 패드(32)와, 코어층(40), 그리고 코어층(40)에 형성된 스루홀 비아(43) 및 비아 패드(42) 사이의 전기적 접속을 확립하고, 하측 강화층(50)에 형성된 비아 패드(52) 및 비아(51)와, 코어층(40), 그리고 코어층(40)에 형성된 스루홀 비아(43) 및 비아 패드(42) 사이의 전기적 접속을 확립함으로써 다층 구조를 갖도록 형성되어 있다. 이 외에, 반도체칩 탑재층(20)의 상면에 반도체칩(10)이 전자 부품으로서 탑재된다. In the package board | substrate unit 1, the semiconductor chip mounting layer 20 provided with the insulating layer 21 is formed, and the BGA solder ball mounting layer 54 provided with the insulating layer 55 is formed. The package substrate unit 1 includes the vias 31 and via pads 32 formed in the upper reinforcement layer 30, the core layer 40, and the through hole vias 43 and vias formed in the core layer 40. The electrical connection between the pads 42 is established, and the via pads 52 and vias 51 formed in the lower reinforcement layer 50, the core layer 40, and the through hole vias formed in the core layer 40 ( 43 is formed to have a multilayer structure by establishing an electrical connection between the via pad 42 and the via pad 42. In addition, the semiconductor chip 10 is mounted as an electronic component on the upper surface of the semiconductor chip mounting layer 20.

도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 반도체칩 탑재층(20)은 절연층(21)과, 절연층(21)의 상면에 있어서 비아(31)의 주변에 형성된 도전성 시드 금속층(22a)과, 도전성 시드 금속층(22a)의 상면에 형성된 도전성 패드(23)와, 도전성 패드(23)의 상면에 있어서 대략 중앙부에 형성된 금속 포스트(24)를 구비한다. 이 외에, 반도체칩 탑재층(20)은 도전성 패드(23)와 금속 포스트(24)를 둘러싸도록 형성된 솔더 레지스트층(25)을 구비한다. 솔더 레지스트층(25) 상에는, 상측에 위치하는 개구(26)가 정해진 위치(도 2a 및 도 2b의 두 위치)에 형성되어 있다. As shown in FIGS. 2A and 2B, the semiconductor chip mounting layer 20 includes an insulating layer 21, a conductive seed metal layer 22a formed around the via 31 on the upper surface of the insulating layer 21, and And a conductive pad 23 formed on the upper surface of the conductive seed metal layer 22a, and a metal post 24 formed in a substantially central portion on the upper surface of the conductive pad 23. In addition, the semiconductor chip mounting layer 20 includes a solder resist layer 25 formed to surround the conductive pad 23 and the metal post 24. On the soldering resist layer 25, the opening 26 located in the upper side is formed in a predetermined position (two positions of FIG. 2A and FIG. 2B).

또한, 솔더 레지스트층(25) 상에 있어서 개구(26)의 형성 위치에는, 각 도전성 패드(23)의 상면에 형성된 금속 포스트(24)뿐만 아니라, 반도체칩(10; 도 1 참조)의 단자에 형성된 솔더 범프(11; 도 1 참조)와 솔더 조인트를 형성하는 솔더 범프(27; 도 1 참조)도 노출되게 되어 있다. Further, on the solder resist layer 25, the openings 26 are formed not only on the metal posts 24 formed on the upper surface of each conductive pad 23, but also on the terminals of the semiconductor chip 10 (see FIG. 1). The formed solder bumps 11 (see FIG. 1) and the solder bumps 27 (see FIG. 1) forming the solder joints are also exposed.

도전성 시드 금속층(22a)은, 절연층(21)과, 솔더 레지스트층(25)의 바닥면 및 도전성 패드(23)의 바닥면의 사이에 위치하고 있다. 이에 따라, 도전성 시드 금속층(22a)은, 도전성 패드(23) 및 금속 포스트(24)에 대한 전기 도전성을 개선하고, 절연층(21)과의 접촉을 개선하며, 접속 신뢰성을 향상시킬 목적으로 형성되어 있다. The conductive seed metal layer 22a is located between the insulating layer 21, the bottom surface of the solder resist layer 25, and the bottom surface of the conductive pad 23. Accordingly, the conductive seed metal layer 22a is formed for the purpose of improving electrical conductivity of the conductive pad 23 and the metal post 24, improving contact with the insulating layer 21, and improving connection reliability. It is.

도전성 패드(23)는 둥근 형상의 패드 부재로서 형성되어 있고, 도전성 패드(23)의 상면에 형성된 금속 포스트(24)와 동일한 재질(예컨대, 구리)로 제조된다. 또한, 도전성 패드(23)는 각각의 금속 포스트(24)와 함께, 반도체칩(10)의 단자와의 전기적 접속을 확립하기 위한 전극 유닛으로서 기능한다. 한편, 도전성 패드(23)는 붕괴 제어형 칩 접속(C4; controlled collapse chip connection) 패드로서도 알려져 있다. The conductive pad 23 is formed as a round pad member, and is made of the same material (eg, copper) as the metal post 24 formed on the upper surface of the conductive pad 23. The conductive pad 23 also functions as an electrode unit for establishing electrical connection with the terminals of the semiconductor chip 10 together with the metal posts 24. On the other hand, the conductive pad 23 is also known as a controlled collapse chip connection (C4) pad.

각각의 금속 포스트(24)는 구리 재료로 제조되고, 대응하는 도전성 패드(23)의 대략 중앙부에 상향 방위의 원기둥 포스트로서 형성되어 있다. 구체적으로, 각각의 금속 포스트(24)는, 솔더 레지스트층(25) 상에 있어서 각 개구(26)가 형성되어 있고 동일 개구(26)에 형성된 솔더 범프(27)를 높이 내측으로부터 지지하는 위치에 형성되어 있다. 이에 따라, 솔더 범프(27)는 각 금속 포스트(24)의 둘레에 인쇄될 뿐만 아니라 솔더 레지스트층(25)에 형성된 각 개구(26)의 둘레에도 인쇄된다. Each metal post 24 is made of copper material and is formed as a cylindrical post in an upward orientation at a substantially central portion of the corresponding conductive pad 23. Specifically, each of the metal posts 24 is formed on the solder resist layer 25 at positions where the openings 26 are formed and the solder bumps 27 formed in the same openings 26 are supported from the inside of the height. Formed. As a result, the solder bumps 27 are printed not only around each metal post 24 but also around each opening 26 formed in the solder resist layer 25.

따라서 제1 실시예에 있어서는, 반도체칩(10)과 패키지 기판 유닛(1) 사이의 탑재 높이(T; 도 1)를 정해진 높이로 유지할 수 있다. 구체적으로, 보다 미세하거나 협소한 피치의 도전성 패드(23; C4 패드)를 갖는 제1 실시예에 따른 패키지 기판 유닛(1)에 있어서는, 솔더 범프(27)의 내측에 금속 포스트를 마련함으로써, 반도체칩(10)과 패키지 기판 유닛(1) 사이의 탑재 높이(T)를 정해진 높이로 유지할 수 있다. 이에 의하여, 솔더 범프(27)에 왜곡이 발생하는 것을 방지할 수 있다. Therefore, in the first embodiment, the mounting height T between the semiconductor chip 10 and the package substrate unit 1 can be maintained at a predetermined height. Specifically, in the package substrate unit 1 according to the first embodiment having the conductive pads 23 (C4 pads) of finer or narrower pitch, by providing a metal post inside the solder bumps 27, the semiconductor The mounting height T between the chip 10 and the package substrate unit 1 can be maintained at a predetermined height. As a result, distortion can be prevented from occurring in the solder bumps 27.

또한, 각 솔더 범프(27)에 있어서는, 금속 포스트(24)가 그 솔더 범프(27)를 높이 내측으로부터 지지하도록 형성되어 있기 때문에, 대응하는 금속 포스트(24)의 용적만큼 솔더 범프(27)의 솔더량을 줄일 수 있다. 그 결과, 종래 기술에 따른 반도체칩 탑재층(3; 도 19)과 비교하여, 도전성 패드(23) 사이의 피치(P)를 줄일 수 있다(피치 P1 > 피치 P). 결과적으로, 피치를 협소하게 함으로써 솔더 범프를 고밀도로 할 수 있다. Moreover, in each solder bump 27, since the metal post 24 is formed so that the solder bump 27 may be supported from the height inner side, as much as the volume of the corresponding metal post 24 of the solder bump 27, The amount of solder can be reduced. As a result, the pitch P between the conductive pads 23 can be reduced as compared with the semiconductor chip mounting layer 3 (FIG. 19) according to the prior art (pitch P1> pitch P). As a result, the solder bumps can be made high by narrowing the pitch.

여기서 제1 실시예에 있어서는, 응력 분산 효과를 증대시키기 위하여 금속 포스트(24)가 원기둥 형상으로 형성되어 있다. 대안으로, 금속 포스트(24)를 4각 포스트, 8각 포스트, 다각 포스트 또는 봉형 돌출부로서 형성할 수도 있다. In the first embodiment, the metal posts 24 are formed in a cylindrical shape in order to increase the stress dispersing effect. Alternatively, metal posts 24 may be formed as quadrilateral posts, octagonal posts, polygonal posts or rod-shaped protrusions.

도 3은 반도체칩 탑재층(20)의 구성 요소의 예시적인 치수를 나타내고 있다. 구체적으로, 도 3에는, 각 금속 포스트(24)의 직경 치수(a), 각 도전성 패드(23)의 직경 치수(b), 솔더 레지스트층(25)의 직경 치수(c)가 표시되어 있다. 이 외에, 도 3에는, 각 금속 포스트(24)의 높이 치수(L1), 각 솔더 범프(27)의 높이 치수(d), 솔더 레지스트층(25)의 높이 치수(L2), 도전성 패드(23) 사이의 피치(P)가 표시되어 있다. 한편, 도 3에 나타낸 수치 값은, 솔더 레지스트층(25)에 형성된 각 개구(26)의 직경 치수를 "1"로 한 때의 비율을 나타내는 것이다. 3 shows exemplary dimensions of the components of the semiconductor chip mounting layer 20. Specifically, in FIG. 3, the diameter dimension a of each metal post 24, the diameter dimension b of each conductive pad 23, and the diameter dimension c of the soldering resist layer 25 are shown. In addition, FIG. 3, the height size (L 2), the conductive pads of each metal post 24 height dimension (L 1), the height (d), the solder resist layer (25) of each solder bump 27 of the The pitch P between 23 is shown. In addition, the numerical value shown in FIG. 3 shows the ratio at the time of making the diameter dimension of each opening 26 formed in the soldering resist layer 25 into "1".

즉, 도 3에 예시된 바와 같이, 각 금속 포스트(24)는 직경 치수(a)가 0.5 내지 0.7의 범위로 있는 원기둥 포스트이다. 각 도전성 패드(23)는 직경 치수(b)가 1.3 내지 1.5의 범위로 있다. 솔더 레지스트층(25)에 형성된 각 개구(26)의 직경 치수(c)는 1.0이다. 한편, 각 금속 포스트(24)는 높이 치수(L1)가 0.3 내지 0.7의 범위로 있다. 각 솔더 범프(27)는 높이 치수(d)가 0.1 내지 0.83의 범위로 있다. 솔더 레지스트층(25)의 높이 치수(L2)는 0.2 내지 0.33의 범위로 있다. 결과적으로, 각 금속 포스트(24)는 솔더 레지스트층(25)보다 높은 위치에서 노출되게 된다. 한편, 도전성 패드(23) 사이의 피치(P)는 2 내지 1.3의 범위로 있다. That is, as illustrated in FIG. 3, each metal post 24 is a cylindrical post having a diameter dimension a in the range of 0.5 to 0.7. Each conductive pad 23 has a diameter dimension (b) in the range of 1.3 to 1.5. The diameter dimension c of each opening 26 formed in the solder resist layer 25 is 1.0. On the other hand, each metal post 24 has a height dimension L 1 in the range of 0.3 to 0.7. Each solder bump 27 has a height dimension d in the range of 0.1 to 0.83. The height dimension L 2 of the solder resist layer 25 is in the range of 0.2 to 0.33. As a result, each metal post 24 is exposed at a position higher than the solder resist layer 25. On the other hand, the pitch P between the conductive pads 23 is in the range of 2 to 1.3.

본 실시예에 있어서, 금속 포스트(24)의 높이 치수(L1)는 솔더 레지스트층(25)의 높이 치수(L2)보다 크게 구성된다(높이 치수 L1 > 높이 치수 L2). 이러한 구성으로 인하여, 솔더 범프(27) 내측에 응력을 집중(집적)시키는 균열의 발생을 확실하게 방지할 수 있다. In the present embodiment, the height dimension L 1 of the metal post 24 is configured to be larger than the height dimension L 2 of the solder resist layer 25 (height dimension L 1 > height dimension L 2 ). Due to this configuration, it is possible to reliably prevent the occurrence of cracks that concentrate (integrate) stress inside the solder bumps 27.

이와 같이 하여, 솔더 범프(27)를 지지할 목적으로 각 금속 포스트(24)를 대응 솔더 범프(27)의 내측에 배치함으로써, 솔더 범프(27)의 내측에서 발생하는 응력을 분산시킬 수 있게 된다. In this way, by placing each metal post 24 inside the corresponding solder bump 27 for the purpose of supporting the solder bumps 27, the stress generated inside the solder bumps 27 can be dispersed. .

이하에서는, 금속 포스트(24)를 사용함으로써 솔더 범프(27)의 내측에 발생하는 응력을 분산시키는 응력 분산 효과를, 도 4a 및 도 4b를 참고로 하여 설명한다. 도 4a는 솔더 범프에 작용하는 응력 분포를 설명하기 위한 단면도이고, 도 4b는 솔더 범프에 작용하는 응력 분포를 설명하기 위한 평면도이다. Below, the stress dispersion effect which distributes the stress which generate | occur | produces inside the solder bump 27 by using the metal post 24 is demonstrated with reference to FIG. 4A and 4B. 4A is a cross-sectional view illustrating a stress distribution acting on the solder bumps, and FIG. 4B is a plan view illustrating a stress distribution acting on the solder bumps.

전술한 바와 같이, 솔더 범프(27)의 내측에는, 솔더 범프(27)와 다른 상이한 재료 사이의 계면에서 응력이 발생한다. 구체적으로, 솔더 범프(27)와 솔더 레지스트층(25) 상의 각 개구(26) 사이의 계면(도면에서 흑색 원 α로 도시)에서 응력이 발생하고, 솔더 범프(27)와 각 도전성 패드(23) 사이의 계면(도면에서 흑색 원 β로 도시)에서 응력이 발생한다. 한편, 제1 실시예에 있어서는, 금속 포스트(24)가 각 솔더 범프(27)의 내측의 대략 중앙부에 형성되어 있기 때문에, 솔더 범프(27)와 각 금속 포스트(24) 사이의 계면(도면에서 흑색 원 θ로 도시)에서도 응력이 발생한다. As described above, inside the solder bumps 27, stresses occur at the interface between the solder bumps 27 and other different materials. Specifically, stress is generated at the interface between the openings 26 on the solder bumps 27 and the solder resist layer 25 (shown by black circles α in the figure), and the solder bumps 27 and the respective conductive pads 23 are formed. Stress occurs at the interface (shown by the black circle β in the figure) between On the other hand, in the first embodiment, since the metal posts 24 are formed at substantially the center of the inside of each solder bump 27, the interface between the solder bumps 27 and the metal posts 24 (in the drawing). Stress also occurs in the black circle θ.

구체적으로, 솔더 범프(27)와 솔더 레지스트층(25) 상에 형성된 각 개구(26) 사이의 계면에 있어서는, 솔더 레지스트층(25)과 솔더 범프(27) 사이의 경도차가 크다. 이에 따라, 이들 계면에서의 응력 집중 또는 응력 집적에 의해 균열이 발생하기 쉽다. 다른 한편으로, 솔더 범프(27)와 각 금속 포스트(24) 사이의 계면에 있어서는, 금속 포스트(24)와 솔더 범프(27) 사이의 경도차가 작다. 이에 따라, 이들 계면에서 응력이 집중되거나 집적되지 않으므로, 균열은 발생하지 않는다. Specifically, at the interface between the solder bumps 27 and the openings 26 formed on the solder resist layer 25, the hardness difference between the solder resist layer 25 and the solder bumps 27 is large. Accordingly, cracks are likely to occur due to stress concentration or stress accumulation at these interfaces. On the other hand, at the interface between the solder bumps 27 and the metal posts 24, the hardness difference between the metal posts 24 and the solder bumps 27 is small. As a result, no stress is concentrated or accumulated at these interfaces, so that no cracking occurs.

따라서 솔더 범프(27)에서 발생하는 응력과 관련해서는, 통상적으로 응력이 발생하는, 솔더 범프(27)와 솔더 레지스트층(25) 상에 형성된 각 개구(26) 사이의 계면에 추가하여, 솔더 범프(27)와 각 금속 포스트(24) 사이의 계면(도면에서 흑색 원 θ로 표시)에서도 응력이 발생한다. 그 결과, 한 위치에 집중되는 응력의 양을 줄이는 방식으로 응력이 분산되게 된다. 따라서, 금속 포스트(24)에 의해 응력 발생 위치의 수가 쉽게 증가하여, 응력에 의한 왜곡에 기인하여 필연적으로 발생하는 균열이 생기는 것을 방지할 수 있다. Thus, with regard to the stresses occurring in the solder bumps 27, in addition to the interface between the solder bumps 27 and the respective openings 26 formed on the solder resist layer 25, which are typically stressed, the solder bumps Stress also occurs at the interface between the metal 27 and each metal post 24 (indicated by the black circle θ in the figure). As a result, the stress is dispersed in a manner that reduces the amount of stress concentrated at one location. Therefore, the number of stress generating positions is easily increased by the metal posts 24, and it is possible to prevent the occurrence of cracks inevitably occurring due to distortion caused by stress.

금속 포스트를 갖는 솔더 범프에 대한 신뢰성 테스트Reliability test for solder bumps with metal posts

도 5는 각 금속 포스트(24)를 갖는 솔더 범프(27)에 대한 신뢰성 테스트를 설명하기 위한 표를 나타내고 있다. 여기서, 도 5에 도시된 바와 같은 솔더 범프(27)에 대한 신뢰성 결과는, 솔더 레지스트층(25; 도 3)의 높이 치수(L2)와 금속 포스트(24)의 높이 치수(L1)의 비율에 따른다. 5 shows a table for explaining the reliability test for the solder bumps 27 having the metal posts 24. Here, the reliability results for the solder bump 27 as shown in Figure 5, the solder resist layer, the height dimension height dimension (L 1) of the (L 2) and the metal post 24 (25 3) It depends on the ratio.

여기서는, 샘플로 20개의 패키지 기판 유닛을 테스트하였다. 또한, 조건 1 내지 조건 8에 사용된 수치 값(< 1, 1.5, 1.6, 1.7, 2.1, 2.6, 4.0 및 4.1)은, 솔더 레지스트층(25)의 높이 치수를 "1"로 했을 때의 금속 포스트(24)의 높이 치수의 비율을 나타낸다. 또한, TCB로서 알려진 서멀 사이클 테스트의 온도는 -55℃ 내지 +125℃의 범위로 설정된다. 조건 1을 제외한 모든 조건하에서, 모든 샘플을 TCB 3500 사이클을 통과하게 하였으며, 균열이 발생하지 않는 것을 확인하였다. Here, 20 package substrate units were tested with the samples. In addition, the numerical values (<1, 1.5, 1.6, 1.7, 2.1, 2.6, 4.0, and 4.1) used for the conditions 1 to 8 are the metals when the height dimension of the soldering resist layer 25 is set to "1". The ratio of the height dimension of the post 24 is shown. In addition, the temperature of the thermal cycle test known as TCB is set in the range of -55 ° C to + 125 ° C. Under all conditions except condition 1, all samples were allowed to pass through TCB 3500 cycles and it was confirmed that no cracking occurred.

구체적으로, 금속 포스트(24)의 높이 치수(L1)를 솔더 레지스트층(25)의 높이 치수(1)보다 크게 설정하면(예컨대, 조건 2 내지 8), 모든 샘플이 TCB 3500 사이클을 통과하였다. 이와 달리, 금속 포스트(24)의 높이 치수(L1)를 솔더 레지스트층(25)의 높이 치수(1)보다 작게 설정하면(조건 1), TCB 1000 사이클 후에, 솔더 범프(27)의 내측에서 균열이 발생하였다. Specifically, if the height dimension L 1 of the metal post 24 is set larger than the height dimension 1 of the solder resist layer 25 (e.g., conditions 2 to 8), all the samples passed TCB 3500 cycles. . Alternatively, if the height dimension L 1 of the metal post 24 is set smaller than the height dimension 1 of the solder resist layer 25 (condition 1), after TCB 1000 cycles, the inside of the solder bumps 27 A crack occurred.

금속 포스트(24)의 높이 치수(L1)의 비율을 1.5, 1.6, 1.7, 2.1, 2.6, 4.0 및 4.1로 설정한 조건 2 내지 조건 8의 각각에 있어서는, 20개의 샘플 모두에 있어서 솔더 범프(27)의 내측에서 균열이 발생하지 않는다는 평가 실험 결과를 얻었다. 이와 같이 하여, 금속 포스트(24)의 높이 치수(L1)를 솔더 레지스트층(25)의 높이 치수(L2)보다 크게 설정하면, 응력 집중에 기인하여 필연적으로 발생하는 균열이 솔더 범프(27)의 내측으로부터 발생하는 것을 방지할 수 있다. In each of the conditions 2 to 8 in which the ratio of the height dimension L 1 of the metal post 24 was set to 1.5, 1.6, 1.7, 2.1, 2.6, 4.0 and 4.1, the solder bumps (all of the 20 samples) The evaluation test result that a crack does not generate | occur | produce inside 27) was obtained. In this way, when the height dimension L 1 of the metal post 24 is set larger than the height dimension L 2 of the solder resist layer 25, cracks inevitably generated due to stress concentration are caused by the solder bumps 27. It can prevent that it generate | occur | produces from inside.

패키지 기판 유닛의 제조 방법Manufacturing Method Of Package Board Unit

이하에서는, 제1 실시예에 따른 패키지 기판 유닛을 제조하는 방법을 도 6을 참고로 설명한다. 여기서, 도 6은 제1 실시예에 따른 패키지 기판 유닛을 제조하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. Hereinafter, a method of manufacturing the package substrate unit according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 6. 6 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a package substrate unit according to the first embodiment.

도 6에 도시된 바와 같이, 패키지 기판 유닛을 제조할 때에는, 먼저 단계 S1에서 기판 제조 시스템에 의해 코어층(40; 도 1 참조)을 형성한다. 즉, 처음에, 코어층(40)에 스루홀 비아(43)를 형성하고, 이어서 비아 패드(42) 및 배선(42)을 형성한다. As shown in Fig. 6, when manufacturing a package substrate unit, first, a core layer 40 (see Fig. 1) is formed by the substrate manufacturing system in step S1. That is, first, through hole vias 43 are formed in the core layer 40, and then the via pads 42 and the wirings 42 are formed.

이어서, 단계 S2에서, 코어층(40; 도 2 참조)의 양측에 배선층으로서의 상측 강화층(30)과 하측 강화층(50; 도 1 참조)을 동시에 형성한다. 구체적으로, 코어층(40) 상에, 상측 강화층(30)과 하측 강화층(50)을 각각 구성하는 절연층(30a)과 절연층(50a)을 형성한다. 이어서, 상측 강화층(30)의 일부로서, 비아(31), 비아 패드(32) 및 배선(32a)을 형성한다. 마찬가지로, 코어층(40) 아래의 하측 강화층(50)의 일부로서 비아(51), 비아 패드(52) 및 배선(52a)을 형성한다. 필요한 수의 층이 얻어질 때까지 비아(31, 51), 비아 패드(32, 52) 및 배선(32a, 52a)을 형성하는 작업을 반복한다. 한편, 절연층의 형성은 제외하고, 층들 사이의 전기적 접속을 확립할 목적으로 단계 S2에서 층의 형성을 실행한다. 또한, 단계 S2에서의 작업의 결과로, 코어층과 반도체칩 탑재층 사이의 내층으로서 배선층이 형성된다. Subsequently, in step S2, the upper reinforcement layer 30 and the lower reinforcement layer 50 (refer to FIG. 1) as the wiring layer are simultaneously formed on both sides of the core layer 40 (see FIG. 2). Specifically, the insulation layer 30a and the insulation layer 50a which form the upper reinforcement layer 30 and the lower reinforcement layer 50 are formed on the core layer 40, respectively. Next, vias 31, via pads 32, and wirings 32a are formed as part of the upper reinforcement layer 30. Similarly, vias 51, via pads 52, and wirings 52a are formed as part of the lower reinforcement layer 50 under the core layer 40. The operation of forming the vias 31 and 51, the via pads 32 and 52 and the wirings 32a and 52a is repeated until the required number of layers are obtained. On the other hand, except for the formation of the insulating layer, the formation of the layer is carried out in step S2 for the purpose of establishing an electrical connection between the layers. As a result of the operation in step S2, a wiring layer is formed as an inner layer between the core layer and the semiconductor chip mounting layer.

이어서, 단계 S3에서, 반도체칩 탑재층(20; 도 1)의 기초층 및 BGA 솔더볼 탑재층(54; 도 1 참조)의 기초층을 형성한다. 단계 S2에서는, 반도체칩 탑재층(20)의 기초층을 강화층(30)의 상측에 형성하는 한편, BGA 솔더볼 탑재층(54)의 기초층을 강화층(50)의 하측에 형성한다. 보다 구체적으로, 내측의 패턴 상에 절연층(21) 및 절연층(55)을 형성한다. 이후, 전기적 접속을 확립할 목적으로 비아(31)와 비아(51)를 형성하기 전에, 도전성 시드 금속층(22; 도 7a)을 형성한다. 이어서, 비아(31)와 비아(51)를 전해 도금으로 충전한다. 이어서, 비아(31) 바로 위의 위치에 반도체칩(10)의 단자와의 전기적 접속을 확립하기 위한 전극 유닛을 나타내는 도전성 패드(23)를 형성하고, 배선(32a)을 형성한다. 마찬가지로, 비아(51) 바로 아래의 위치에 전극 유닛을 나타내는 BGA 패드(53)를 형성하고, 배선(52a)을 형성한다. Next, in step S3, the base layer of the semiconductor chip mounting layer 20 (FIG. 1) and the base layer of the BGA solder ball mounting layer 54 (see FIG. 1) are formed. In step S2, the base layer of the semiconductor chip mounting layer 20 is formed above the reinforcing layer 30, while the base layer of the BGA solder ball mounting layer 54 is formed below the reinforcing layer 50. More specifically, the insulating layer 21 and the insulating layer 55 are formed on the inner pattern. Thereafter, the conductive seed metal layer 22 (FIG. 7A) is formed before forming the via 31 and the via 51 for the purpose of establishing electrical connection. Subsequently, the vias 31 and 51 are filled with electrolytic plating. Subsequently, a conductive pad 23 representing an electrode unit for establishing electrical connection with a terminal of the semiconductor chip 10 is formed at a position directly above the via 31, and a wiring 32 a is formed. Similarly, a BGA pad 53 representing an electrode unit is formed at a position directly below the via 51, and a wiring 52a is formed.

이어서, 단계 S4에서 도전성 패드(23)의 상면에 금속 포스트(24)를 형성한다. 후술하는 바와 같이, 단계 S4에서는, 반도체칩(10) 상에 형성된 솔더 범프(11)와 솔더 조인트를 형성하는 솔더 범프(27)를 내측에서 지지할 목적으로, 도전성 패드(23)의 상면에 금속 포스트(24)를 형성한다. 이어서, 단계 S5에서 솔더 레지스트층(25)과 솔더 레지스트층(60)을 형성한다. Next, a metal post 24 is formed on the upper surface of the conductive pad 23 in step S4. As will be described later, in step S4, a metal is formed on the upper surface of the conductive pad 23 for the purpose of supporting the solder bumps 11 formed on the semiconductor chip 10 and the solder bumps 27 forming the solder joints from the inside. The post 24 is formed. Next, in step S5, the solder resist layer 25 and the solder resist layer 60 are formed.

단계 S5에서는, 금속 포스트(24)가 배치되는 개구(26)를 형성할 목적으로 솔더 레지스트층(25)을 형성한다. 구체적으로, 포토리소그래피 및 현상에 의해 솔더 레지스트층(25)에 구멍을 뚫음으로써, 솔더 레지스트층 상에 개구(26)를 형성한다. 이와 동시에, BGA 솔더볼이 탑재되는 개구를 형성할 목적으로 솔더 레지스트층(60)을 형성한다. In step S5, the soldering resist layer 25 is formed in order to form the opening 26 in which the metal post 24 is arrange | positioned. Specifically, openings 26 are formed on the solder resist layer by drilling holes in the solder resist layer 25 by photolithography and development. At the same time, the solder resist layer 60 is formed for the purpose of forming the opening in which the BGA solder ball is mounted.

이어서, 단계 S6에서, 솔더 범프의 인쇄를 실행한다. 단계 S6에서, 무연 솔더인 솔더 범프(27)를 솔더 레지스트층(25)에 형성된 개구(26)에 인쇄하고, 금속 포스트(24)의 상면에 인쇄한다. Next, in step S6, printing of the solder bumps is performed. In step S6, the solder bumps 27 which are lead-free solder are printed in the openings 26 formed in the solder resist layer 25 and printed on the upper surface of the metal post 24.

이하에서는, 도 7a 내지 도 7j를 참고로 하여, 패키지 기판 유닛의 제조 공정을 상세하게 설명한다. 도 7a 내지 도 7j는, 제1 실시예에 따른 패키지 기판 유닛을 제조할 때에 실행하는 절차를 설명하기 위한 설명도이다. 한편, 정해진 기판 제조 시스템을 구현함으로써 패키지 기판 유닛의 제조 공정을 실행하고 있다. 이하에서는, 기판 제조 시스템을 구현하는 예시적인 경우를 참고로 하여 설명한다. Hereinafter, a manufacturing process of the package substrate unit will be described in detail with reference to FIGS. 7A to 7J. 7A to 7J are explanatory diagrams for explaining a procedure to be performed when manufacturing the package substrate unit according to the first embodiment. Meanwhile, the manufacturing process of the package substrate unit is performed by implementing a predetermined substrate manufacturing system. Hereinafter, a description will be given with reference to an exemplary case of implementing a substrate manufacturing system.

도 7a에 도시된 바와 같이, 반도체칩 탑재층(20; 도 1)을 구성하는 절연층(21)에 전해 도금으로 비아(31)를 충전하기 전에 무전해 도금에 의해 도전성 금속 시드층(22)을 형성한다. As shown in FIG. 7A, the conductive metal seed layer 22 is formed by electroless plating before the vias 31 are filled by electroplating in the insulating layer 21 constituting the semiconductor chip mounting layer 20 (FIG. 1). To form.

이후의 단계에서 도전성 시드 금속층(22)을 에칭하고 있지만(도 7f 참조), 비아(31)의 둘레에 있어서 도전성 패드(23)의 바닥부에만 도전성 금속 시드층이 온전하게 남아 있다. 전술한 바와 같이, 비아(31)의 둘레에 있어서 도전성 패드(23)의 바닥부에 남아 있는 도전성 시드 금속층(22a)은, 비아(31)와 절연층(21) 사이 뿐 아니라 도전성 패드(23)와 절연층(21) 사이에서도 현저한 접속의 시드 금속층으로 된다. 이에 따라, 도전성 시드 금속층(22a)에 의해, 도전성 패드(23)와 비아(31)가 절연층(21)에 함께 고착되게 된다. The conductive seed metal layer 22 is etched in a later step (see FIG. 7F), but the conductive metal seed layer remains intact only at the bottom of the conductive pad 23 around the via 31. As described above, the conductive seed metal layer 22a remaining at the bottom of the conductive pad 23 around the via 31 is not only between the via 31 and the insulating layer 21 but also the conductive pad 23. And a seed metal layer of remarkable connection between the insulating layer 21 and the insulating layer 21. Accordingly, the conductive pad 23 and the via 31 are fixed to the insulating layer 21 by the conductive seed metal layer 22a.

구체적으로, 비아를 절연층(21) 상의 정해진 위치에 형성하고, 절연층(21)의 표면을 거칠게 한다. 이어서, 무전해 도금을 실행하여, 금속 도금 시드층인 도전성 시드 금속층(22)을 절연층(21)의 표면에 형성한다. 도전성 시드 금속층(22)을 도전층으로서 이용하고, 비아 리드(via lid) 도금층이 형성될 때까지 비아(31)를 전해 도금에 의해 충전한다. 포토리소그래피법에 의해 리드 도금층을 패터닝하고 도전성 패드(23)와 배선(32a)을 형성한다. 전술한 바와 같이, 도전성 패드(23)는 반도체칩(10)과의 전기적 접속을 확립하기 위한 전극 유닛을 나타낸다. Specifically, vias are formed at predetermined positions on the insulating layer 21 to roughen the surface of the insulating layer 21. Subsequently, electroless plating is performed to form a conductive seed metal layer 22, which is a metal plating seed layer, on the surface of the insulating layer 21. The conductive seed metal layer 22 is used as the conductive layer, and the vias 31 are filled by electroplating until a via lid plating layer is formed. The lead plating layer is patterned by the photolithography method to form the conductive pad 23 and the wiring 32a. As described above, the conductive pad 23 represents an electrode unit for establishing an electrical connection with the semiconductor chip 10.

이어서, 도 7b에 도시된 바와 같이, 건식막 레지스트를 이용하여, 도전성 패드(23)가 형성된 구리 패턴층의 표면 상에 정해진 두께를 갖는 건식막 레지스트층(34)을 형성한다. 라미네이트 방식으로 건식막 레지스트층(34)을 반도체칩 탑재층(20) 상에 형성한다. Subsequently, as shown in FIG. 7B, a dry film resist layer 34 having a predetermined thickness is formed on the surface of the copper pattern layer on which the conductive pads 23 are formed using the dry film resist. The dry film resist layer 34 is formed on the semiconductor chip mounting layer 20 by a lamination method.

이어서, 도 7c에 도시된 바와 같이, 포토리소그래피 공정을 실행하여 건식막 레지스트층(34) 상의 정해진 영역을 노출시킨다. 구체적으로, 포토마스크에 의하여 건식막 레지스트의 포토리소그래피를 실행하여, 금속 포스트(24)를 형성하기 위한 패턴을 도전성 패드(23)의 상면 위에 놓이는 건식막 레지스트층(34) 상의 상기 영역에 전사한다. 이에 따라, 포토리소그래피 공정 중에 노출된 상기 정해진 영역은 금속 포스트(24)가 형성되어 있는 위치에 대응한다. Then, as shown in FIG. 7C, a photolithography process is performed to expose the predetermined region on the dry film resist layer 34. Specifically, photolithography of the dry film resist is performed by a photomask to transfer a pattern for forming the metal post 24 to the region on the dry film resist layer 34 overlying the upper surface of the conductive pad 23. . Accordingly, the predetermined area exposed during the photolithography process corresponds to the position where the metal post 24 is formed.

이어서, 도 7d에 도시된 바와 같이, 포토리소그래피 공정 중에 노출된 건식막 레지스트층(34) 상의 상기 정해진 영역(포스트의 개구에 대응하는 영역)에 대하여 현상 공정을 실행한다. 현상 공정의 결과로, 금속 포스트(24)를 형성하는데 사용되는 개구(35)를 건식막 레지스트층(34) 상의 정해진 위치에 형성한다. 도 7d에 도시된 바와 같이, 개구(35)는 원기둥 형상을 갖는다. Subsequently, as shown in FIG. 7D, the development process is performed on the predetermined region (the region corresponding to the opening of the post) on the dry film resist layer 34 exposed during the photolithography process. As a result of the developing process, an opening 35 used to form the metal post 24 is formed at a predetermined position on the dry film resist layer 34. As shown in FIG. 7D, the opening 35 has a cylindrical shape.

다음으로, 도 7e에 도시된 바와 같이, 현상 공정이 실시된 영역에 대하여 도금 공정을 실시한다. 보다 구체적으로, 금속을 전해 도금하여, 현상 공정의 결과로 형성된 개구(35)를 충전한다. 개구(35)를 충전함으로써, 원기둥 형상의 금속 포스트(24)를 도전성 패드(23)의 상면 상에 형성한다. Next, as shown in FIG. 7E, the plating process is performed on the region where the developing process is performed. More specifically, the metal is electroplated to fill the opening 35 formed as a result of the developing process. By filling the opening 35, a cylindrical metal post 24 is formed on the upper surface of the conductive pad 23.

한편, 제1 실시예에 있어서는, 도전성 패드(23)의 상면 상에 금속 포스트(24)를 형성하기 위하여, 건식막 레지스트를 이용한 SAM 방법(semi-additive method)을 실행한다. 대안으로, 금속 포스트(24)를 SM 방법(subtractive method)을 실행하여 제조할 수도 있다. On the other hand, in the first embodiment, in order to form the metal post 24 on the upper surface of the conductive pad 23, a SAM-additive method using a dry film resist is performed. Alternatively, metal posts 24 may be fabricated by performing a subtractive method.

이어서, 도 7f에 도시된 바와 같이, 절연층(21)의 상면에 형성된 건식막 레지스트층(34)을 벗겨낸다. 도 7f에 도시된 바와 같이 건식막 레지스트층(34)을 벗겨내는 중에, 도전성 패드(23) 아래에 남아 있는 부분을 제외하고는, 도전성 시드 금속층(22)도 에칭으로 제거한다. 전술한 바와 같이, 비아(31)의 둘레에 있어서 도전성 패드(23)의 바닥부에 남아 있는 도전성 시드 금속층(22a)은, 비아(31)와 절연층(21) 사이 뿐만 아니라 도전성 패드(23)와 절연층(21) 사이에서도 현저한 접속의 시드 금속층으로 된다. Subsequently, as shown in FIG. 7F, the dry film resist layer 34 formed on the upper surface of the insulating layer 21 is peeled off. While the dry film resist layer 34 is peeled off as shown in FIG. 7F, the conductive seed metal layer 22 is also removed by etching except for the portion remaining under the conductive pad 23. As described above, the conductive seed metal layer 22a remaining at the bottom of the conductive pad 23 around the via 31 is not only between the via 31 and the insulating layer 21 but also the conductive pad 23. And a seed metal layer of remarkable connection between the insulating layer 21 and the insulating layer 21.

다음으로, 도 7g에 도시된 바와 같이, 절연층(21)의 상면에 형성된 금속 포스트(24)와 도전성 패드(23)를 둘러싸도록 솔더 레지스트층(25)을 형성한다. 이 경우에, 솔더 레지스트층(25)의 형성 위치(높이 치수 L2)는 금속 포스트(24)의 높이 치수(L1)보다 낮게 설정된다. 그 이유는, 전술한 바와 같이, 금속 포스트(24)의 높이 치수(L1)를 솔더 레지스트층(25)의 높이 치수(L2)보다 높게 설정하면, 응력의 집중에 의해 야기된 왜곡에 기인하여 발생하는 균열이 솔더 범프(27)의 내측에 발생하는 것을 방지할 수 있기 때문이다. Next, as shown in FIG. 7G, the solder resist layer 25 is formed to surround the metal post 24 and the conductive pad 23 formed on the upper surface of the insulating layer 21. In this case, the formation position (height dimension L 2 ) of the soldering resist layer 25 is set lower than the height dimension L 1 of the metal post 24. The reason is that, as described above, when the height dimension L 1 of the metal post 24 is set higher than the height dimension L 2 of the solder resist layer 25, it is due to the distortion caused by concentration of stress. It is because the crack which arises by making it generate | occur | produce inside the solder bump 27 can be prevented.

이어서, 도 7h에 도시된 바와 같이, 금속 포스트(24)의 둘레에 있어서 도전성 패드(23)의 상면에 형성된 솔더 레지스트층(25)을 포토마스크를 이용하여 노출시킨다. 이어서, 도 7i에 도시된 바와 같이, 현상 공정을 실행하여 금속 포스트(24) 둘레의 개구를 땜납 인쇄한다. 보다 구체적으로, 도전성 패드(23)의 상면과 금속 포스트(24)의 둘레 영역을 현상한다. 이에 따라, 현상된 솔더 레지스트층(25) 상의 정해진 영역은, 솔더 범프(27)가 인쇄되는 개구(26)로 되어 솔더 범프(27)와의 솔더 조인트를 형성한다. Next, as shown in FIG. 7H, the solder resist layer 25 formed on the upper surface of the conductive pad 23 around the metal post 24 is exposed using a photomask. Then, as shown in FIG. 7I, a developing process is performed to solder print the openings around the metal posts 24. More specifically, the upper surface of the conductive pad 23 and the peripheral region of the metal post 24 are developed. As a result, the predetermined region on the developed solder resist layer 25 becomes an opening 26 through which the solder bumps 27 are printed to form a solder joint with the solder bumps 27.

이어서, 도 7j에 도시된 바와 같이, 무연 솔더인 솔더 범프(27)를, 솔더 레지스트층(25)에 형성된 개구(26)의 중심에 위치한 금속 포스트(24)의 둘레에 인쇄한다. 이와 같이, 도 6 및 도 7a 내지 도 7j를 참고로 설명한 순서에 따르면, 반도체칩 탑재층(20) 상에 형성된 솔더 범프(27)를 높이 내측에서 지지하도록 금속 포스트(24)가 형성되어 있는 패키지 기판 유닛(1)을 제조할 수 있다. Subsequently, as shown in FIG. 7J, a solder bump 27, which is a lead-free solder, is printed around the metal post 24 located at the center of the opening 26 formed in the solder resist layer 25. As described above with reference to FIGS. 6 and 7A to 7J, the package in which the metal posts 24 are formed to support the solder bumps 27 formed on the semiconductor chip mounting layer 20 from the inside of the height may be provided. The substrate unit 1 can be manufactured.

전술한 바와 같이, 제1 실시예에 따른 패키지 기판 유닛(1)을 구성하는 반도체칩 탑재층(20)에 있어서는, 도전성 시드 금속층(22a)이 절연층(21)의 상면에 형성되고, 전극으로서 기능하는 도전성 패드(23)가 도전성 시드 금속층(22a)의 상면에 형성된다. 솔더 범프(27)의 높이를 지지하는 금속 포스트(24)는 도전성 패드(23)의 상면의 대략 중앙부에 형성되어 있다. 금속 포스트(24)로 인하여, 솔더 범프(27)의 내측에서 발생된 응력을 분산시킬 수 있다. 따라서 응력의 집중에 의해 필연적으로 발생하는 균열이 솔더 범프(27)의 내측에서 발생하는 것을 방지할 수 있다. As described above, in the semiconductor chip mounting layer 20 constituting the package substrate unit 1 according to the first embodiment, the conductive seed metal layer 22a is formed on the upper surface of the insulating layer 21 and is used as an electrode. A functioning conductive pad 23 is formed on the upper surface of the conductive seed metal layer 22a. The metal post 24 which supports the height of the solder bump 27 is formed in the substantially center part of the upper surface of the conductive pad 23. As shown in FIG. Due to the metal posts 24, the stress generated inside the solder bumps 27 can be dispersed. Therefore, the crack inevitably generated by the concentration of stress can be prevented from occurring inside the solder bumps 27.

그 결과, 패키지 기판 유닛(1)에 있어서 반도체칩 탑재층(20) 상에 형성된 솔더 범프(27)와 반도체칩(10)의 단자에 형성된 솔더 범프(11) 사이의 접속 신뢰성을 확보할 수 있다. 이 외에, 이러한 금속 포스트 구조에 의해 솔더 범프(27) 사이의 피치를 협소하게 형성할 수 있고, 이로써 고밀도의 솔더 범프 구조체가 가능하게 된다. As a result, connection reliability between the solder bumps 27 formed on the semiconductor chip mounting layer 20 and the solder bumps 11 formed on the terminals of the semiconductor chip 10 in the package substrate unit 1 can be ensured. . In addition, the pitch between the solder bumps 27 can be narrowly formed by such a metal post structure, thereby enabling a high density solder bump structure.

이하에서는, 도 8 내지 도 18을 참고로 하여, 제2 내지 제12 실시예에 따른 패키지 기판 유닛을 구성하는 반도체칩 탑재층의 다른 예를 설명한다. 제2 내지 제12 실시예의 이하의 설명에서, 제1 실시예에 따른 반도체칩 탑재층(20)의 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, another example of the semiconductor chip mounting layer constituting the package substrate unit according to the second to twelfth embodiments will be described with reference to FIGS. 8 to 18. In the following description of the second to twelfth embodiments, the same components as those of the semiconductor chip mounting layer 20 according to the first embodiment will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

(b) 제2 실시예(b) Second embodiment

도 8은 제2 실시예에 따른 패키지 기판 유닛을 구성하는 반도체칩 탑재층(61)의 단면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 반도체칩 탑재층(61)에 있어서는, 도전성 패드(23)의 상면에 형성된 금속 포스트(24)의 표면과, 도전성 패드(23)의 상면의 일부에, 유기 땜납성 보호제(OSP; Organic Solderability Preservative)를 이용한 내열성 프리플럭스 처리에 의한 표면 처리를 실행하여, 표면 처리층(81)을 형성한다. 8 is a cross-sectional view of the semiconductor chip mounting layer 61 constituting the package substrate unit according to the second embodiment. As shown in FIG. 8, in the semiconductor chip mounting layer 61 according to the second embodiment, the surface of the metal post 24 formed on the upper surface of the conductive pad 23 and the upper surface of the conductive pad 23 are formed. Part of the surface treatment layer 81 is formed by performing a surface treatment by a heat resistant preflux treatment using an organic solderability preservative (OSP).

이와 같이, 제2 실시예에 있어서는, 금속 포스트(24)의 표면 및 도전성 패드(23)의 상면의 일부에 표면 처리층(81)을 형성함으로써, 도전성 패드(23)의 표면의 산화막과 금속 포스트(24)의 산화막을 제거할 수 있게 된다. 이 외에, 솔더 레지스트층(25) 상의 개구(26)에 형성된 솔더 범프(27)와, 도전성 패드(23)의 표면 뿐 아니라 금속 포스트(24)의 표면 사이의 접속 강도 및 전기 전도성을 개선시킬 수 있게 된다. As described above, in the second embodiment, the oxide film and the metal post on the surface of the conductive pad 23 are formed by forming the surface treatment layer 81 on the surface of the metal post 24 and a part of the upper surface of the conductive pad 23. The oxide film at 24 can be removed. In addition, the connection strength and electrical conductivity between the solder bumps 27 formed in the openings 26 on the solder resist layer 25 and the surface of the metal post 24 as well as the surface of the conductive pad 23 can be improved. Will be.

(c) 제3 실시예(c) Third embodiment

도 9는 제3 실시예에 따른 패키지 기판 유닛을 구성하는 반도체칩 탑재층(62)의 단면도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 제3 실시예에 따른 반도체칩 탑재층(62)에 있어서는, 솔더 레지스트층(25)의 개구(26a)의 치수가 보다 넓게 형성된다. 이 외에, 반도체칩(10) 상에 형성된 솔더 범프(11)와 솔더 조인트를 형성하는 솔더 범프(27)가 버섯 형상으로 형성된다. 9 is a cross-sectional view of the semiconductor chip mounting layer 62 constituting the package substrate unit according to the third embodiment. As shown in Fig. 9, in the semiconductor chip mounting layer 62 according to the third embodiment, the dimension of the opening 26a of the solder resist layer 25 is wider. In addition, the solder bumps 11 formed on the semiconductor chip 10 and the solder bumps 27 forming the solder joints are formed in a mushroom shape.

이와 같이 하여, 제3 실시예에 있어서는, 이러한 솔더 범프(27)에 의하여, 반도체칩(10)에 대한 도전성 패드(23)와 솔더 범프(27)의 전기 전도성을 향상시킬 수 있다. 이 외에, 금속 포스트(24)를 갖는 솔더 범프(27)가 솔더 레지스트층(25)에 형성된 개구(26a)와 접촉하지 않기 때문에, 접촉 경계점의 수가 감소한다. 그 결과, 접촉점에 집중되는 응력에 기인하여 필연적으로 발생하는 균열이 생기는 것을 방지할 수 있다. In this manner, in the third embodiment, the electrical conductivity of the conductive pads 23 and the solder bumps 27 with respect to the semiconductor chip 10 can be improved by the solder bumps 27. In addition, since the solder bumps 27 having the metal posts 24 do not contact the openings 26a formed in the solder resist layer 25, the number of contact boundary points decreases. As a result, cracks which inevitably occur due to the stress concentrated at the contact point can be prevented from occurring.

(d) 제4 실시예(d) Fourth Embodiment

도 10은 제4 실시예에 따른 패키지 기판 유닛을 구성하는 반도체칩 탑재층(63)의 단면도이다. 제3 실시예에 따른 도 9의 구성과 비교하여, 제4 실시예에 따른 도 10의 반도체칩 탑재층(63)은, 제3 실시예에 따른 구성에 더하여, 금속 포스트(24)의 표면 및 도전성 패드(23)의 표면에 내열성 프리플럭스 처리에 의한 표면 처리를 실행하여, 표면 처리층(83)을 형성하는 점에서 상이하다. 이후, 버섯 형상의 솔더 범프(27)를, 금속 포스트(24) 및 도전성 패드(23)에 형성된 표면 처리층(83)의 상면에 형성한다. 10 is a cross-sectional view of the semiconductor chip mounting layer 63 constituting the package substrate unit according to the fourth embodiment. Compared with the configuration of FIG. 9 according to the third embodiment, the semiconductor chip mounting layer 63 of FIG. 10 according to the fourth embodiment further includes a surface of the metal post 24 and The surface treatment by heat-resistant preflux treatment is performed on the surface of the conductive pad 23, and differs in the point which forms the surface treatment layer 83. FIG. Thereafter, the mushroom solder bumps 27 are formed on the upper surface of the surface treatment layer 83 formed on the metal posts 24 and the conductive pads 23.

이와 같이, 제4 실시예에 따르면, 제3 실시예에서와 마찬가지로, 반도체칩(10)에 대한 도전성 패드(23)와 솔더 범프(27)의 전기 전도성을 향상시킬 수 있다. 또한, 금속 포스트(24)와 도전성 패드(23) 상에 표면 처리층(83)이 형성되어 있기 때문에, 도전성 패드(23)의 표면뿐 아니라 금속 포스트(24)의 표면과 솔더 범프(27) 사이의 전기 전도성 및 접속 강도를 개선할 수 있게 된다. As described above, according to the fourth embodiment, as in the third embodiment, the electrical conductivity of the conductive pad 23 and the solder bumps 27 with respect to the semiconductor chip 10 can be improved. In addition, since the surface treatment layer 83 is formed on the metal posts 24 and the conductive pads 23, not only the surface of the conductive pads 23 but also the surface of the metal posts 24 and the solder bumps 27. It is possible to improve the electrical conductivity and the connection strength of.

(e) 제5 실시예(e) Fifth Embodiment

도 11은 제5 실시예에 따른 패키지 기판 유닛을 구성하는 반도체칩 탑재층(64)의 단면도이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 제5 실시예에 따른 반도체칩 탑재층(64)에 있어서는, 솔더 레지스트층(25) 상의 개구(26)에 솔더 범프(27)가 형성되어 있지 않다. 그 대신에, 도전성 패드(23)의 상면에 형성된 금속 포스트(24)의 표면 둘레에 솔더(84)가 형성되어 있다. 이와 같이, 제5 실시예에 있어서는, 금속 포스트(24)의 표면 둘레에만 솔더(84)가 형성되어 있기 때문에, 반도체칩(10)의 단자에 형성된 솔더 범프(11)와 금속 포스트(24) 사이에 솔더 조인트를 형성하는데 필요한 솔더의 양을 줄일 수 있게 되고, 이러한 구조에 의해 피치를 보다 미세하게 할 수 있다. 11 is a cross-sectional view of the semiconductor chip mounting layer 64 constituting the package substrate unit according to the fifth embodiment. As shown in FIG. 11, in the semiconductor chip mounting layer 64 according to the fifth embodiment, no solder bumps 27 are formed in the openings 26 on the solder resist layer 25. Instead, a solder 84 is formed around the surface of the metal post 24 formed on the upper surface of the conductive pad 23. As described above, in the fifth embodiment, since the solder 84 is formed only around the surface of the metal post 24, the solder bump 11 formed on the terminal of the semiconductor chip 10 and the metal post 24 are formed. It is possible to reduce the amount of solder required to form a solder joint in the solder, and this structure allows finer pitch.

(f) 제6 실시예(f) Sixth Embodiment

도 12는 제6 실시예에 따른 패키지 기판 유닛을 구성하는 반도체칩 탑재층(65)의 단면도이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 제6 실시예에 따른 반도체칩 탑재층(65)에 있어서는, 금속 포스트(24)의 표면과, 도전성 패드(23)의 상면의 일부에, 내열성 프리플럭스 처리에 의한 표면 처리를 실행하여, 표면 처리층(81)을 형성한다. 또한, 금속 포스트(24)의 표면에 솔더(84)가 형성되어 있다. 이와 같이, 제6 실시예에 있어서는, 제3 실시예와 마찬가지로, 솔더의 양을 줄일 수 있고, 피치를 미세하게 할 수 있다. 이 외에, 표면 처리층(81)이 형성되어 있기 때문에, 반도체칩(10)에 대한 도전성 패드(23) 및 솔더 범프(27)의 전기 전도성을 개선할 수 있게 된다. 12 is a sectional view of a semiconductor chip mounting layer 65 constituting a package substrate unit according to the sixth embodiment. As shown in FIG. 12, in the semiconductor chip mounting layer 65 according to the sixth embodiment, the surface of the metal post 24 and a part of the upper surface of the conductive pad 23 are formed by heat-resistant preflux treatment. Surface treatment is performed to form the surface treatment layer 81. In addition, a solder 84 is formed on the surface of the metal post 24. As described above, in the sixth embodiment, as in the third embodiment, the amount of solder can be reduced and the pitch can be made fine. In addition, since the surface treatment layer 81 is formed, the electrical conductivity of the conductive pads 23 and the solder bumps 27 with respect to the semiconductor chip 10 can be improved.

(g) 제7 실시예(g) Seventh embodiment

도 13은 제7 실시예에 따른 패키지 기판 유닛을 구성하는 반도체칩 탑재층(66)의 단면도이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 제7 실시예에 따른 반도체칩 탑재층(66)에 있어서는, 솔더 레지스트층(25)에 형성된 개구(26a)가 보다 넓은 치수로 형성된다. 이 외에, 금속 포스트(24)에 솔더 범프(27)가 형성되어 있지 않다. 또한, 금속 포스트(24)의 표면 및 도전성 패드(23)의 표면에 내열성 프리플럭스 처리에 의한 표면 처리를 실행하여, 표면 처리층(83)을 형성한다. 이와 같이 하여, 제7 실시예에 있어서는, 표면 처리층(83)의 형성에 의해, 반도체칩(10)에 대한 도전성 패드(23) 및 솔더 범프(27)의 전기 전도성을 개선할 수 있다. 13 is a cross-sectional view of the semiconductor chip mounting layer 66 constituting the package substrate unit according to the seventh embodiment. As shown in Fig. 13, in the semiconductor chip mounting layer 66 according to the seventh embodiment, the openings 26a formed in the solder resist layer 25 are formed with wider dimensions. In addition, the solder bumps 27 are not formed in the metal posts 24. The surface treatment layer 83 is formed on the surface of the metal post 24 and the surface of the conductive pad 23 by heat-resistant preflux treatment. In this way, in the seventh embodiment, by forming the surface treatment layer 83, the electrical conductivity of the conductive pads 23 and the solder bumps 27 with respect to the semiconductor chip 10 can be improved.

(h) 제8 실시예(h) Embodiment 8

도 14는 제8 실시예에 따른 패키지 기판 유닛을 구성하는 반도체칩 탑재층(67)의 단면도이다. 도 14에 도시된 바와 같이, 제8 실시예에 따른 반도체칩 탑재층(67)에 있어서는, 도전성 패드(23)의 상면에 형성된 금속 포스트(24)의 상면에 솔더 범프(27a)가 소량으로 형성된다. 솔더 범프(27a)는 반도체칩(10)에 형성된 솔더 범프(11)와 직접적으로 솔더 조인트를 형성한다. 14 is a cross-sectional view of the semiconductor chip mounting layer 67 constituting the package substrate unit according to the eighth embodiment. As shown in FIG. 14, in the semiconductor chip mounting layer 67 according to the eighth embodiment, a small amount of solder bumps 27a are formed on the upper surface of the metal post 24 formed on the upper surface of the conductive pad 23. do. The solder bumps 27a form a solder joint directly with the solder bumps 11 formed on the semiconductor chip 10.

이와 같이 하여, 제8 실시예에 있어서는, 금속 포스트(24)의 상면에 단지 소량의 솔더 범프(27a)가 형성되고, 솔더 범프(27a)가 반도체칩(10)에 형성된 솔더 범프(11)와 직접적으로 솔더 조인트를 형성하기 때문에, 금속 포스트(24)와 도전성 패드(23)의 전기 전도성을 개선할 수 있게 된다. Thus, in the eighth embodiment, only a small amount of solder bumps 27a are formed on the upper surface of the metal post 24, and the solder bumps 27a are formed on the semiconductor chip 10 with the solder bumps 11 formed thereon. Since the solder joint is directly formed, the electrical conductivity of the metal post 24 and the conductive pad 23 can be improved.

(i) 제9 실시예(i) Ninth Embodiment

도 15는 제9 실시예에 따른 패키지 기판 유닛을 구성하는 반도체칩 탑재층(68)의 단면도이다. 도 15에 도시된 바와 같이, 제9 실시예에 따른 반도체칩 탑재층(68)에 있어서, 도전성 패드(23)의 상면에 형성된 금속 포스트(24a)는, 상부 직경이 하부 직경보다 크게 되는 원추 형상을 갖는다. 15 is a cross-sectional view of a semiconductor chip mounting layer 68 constituting a package substrate unit according to the ninth embodiment. As shown in FIG. 15, in the semiconductor chip mounting layer 68 according to the ninth embodiment, the metal post 24a formed on the upper surface of the conductive pad 23 has a conical shape whose upper diameter is larger than the lower diameter. Has

이 외에, 도전성 패드(23)의 상면에 형성된 금속 포스트(24a)의 표면과, 도전성 패드(23)의 상면의 일부에 대하여, 내열성 프리플럭스 처리에 의한 표면 처리를 실행하여, 표면 처리층(85)을 형성하고 있다. 제2 실시예와 마찬가지로, 제9 실시예에서 금속 포스트(24a)의 표면과, 도전성 패드(23)의 상면의 일부에 표면 처리층(85)을 형성함으로써, 솔더 레지스트층(25) 상의 개구(26)에 형성된 솔더 범프(27)와, 도전성 패드(23)의 표면 및 금속 포스트(24a)의 표면 사이의 접속 강도 및 전기 전도성을 개선할 수 있게 된다. In addition, the surface treatment layer 85 is subjected to surface treatment by heat-resistant preflux treatment on the surface of the metal post 24a formed on the upper surface of the conductive pad 23 and a part of the upper surface of the conductive pad 23. ). Similarly to the second embodiment, in the ninth embodiment, the surface treatment layer 85 is formed on the surface of the metal post 24a and a part of the upper surface of the conductive pad 23, whereby the opening on the solder resist layer 25 ( It is possible to improve the connection strength and the electrical conductivity between the solder bumps 27 formed in the 26 and the surface of the conductive pad 23 and the surface of the metal post 24a.

한편, 제9 실시예에 있어서는, 솔더 레지스트층(25) 상의 개구(26)와 금속 포스트(24a)의 표면에 솔더 범프(27)가 형성되어 있다. 그러나 대안으로, 제7 실시예와 마찬가지로 솔더 범프(27)를 형성하지 않을 수도 있다. 즉, 표면 처리층(85)을 통하여, 금속 포스트(24a)가 반도체칩(10)에 형성된 솔더 범프(11)와 솔더 조인트를 직접적으로 형성할 수도 있다. 이 경우에, 솔더의 양을 줄일 수 있고, 이에 의해 보다 미세한 피치 구조가 가능하게 된다. On the other hand, in the ninth embodiment, solder bumps 27 are formed on the surfaces of the openings 26 and the metal posts 24a on the solder resist layer 25. Alternatively, however, the solder bumps 27 may not be formed as in the seventh embodiment. That is, the metal post 24a may directly form the solder bump 11 and the solder joint formed on the semiconductor chip 10 through the surface treatment layer 85. In this case, the amount of solder can be reduced, thereby enabling a finer pitch structure.

(j) 제10 실시예(j) Tenth Embodiment

도 16은 제10 실시예에 따른 패키지 기판 유닛을 구성하는 반도체칩 탑재층(69)의 단면도이다. 도 16에 도시된 바와 같이, 제10 실시예에 따른 반도체칩 탑재층(69)에 있어서, 도전성 패드(23)의 상면에 형성된 금속 포스트(24a)는 상부 직경이 하부 직경보다 크게 되는 원추 형상을 갖는다. 또한, 솔더 레지스트층(25)에 형성된 개구(26a)는 보다 넓은 치수로 형성된다. 이 외에, 반도체칩(10)에 형성된 솔더 범프(11)와 솔더 조인트를 형성하는 솔더 범프(27)는 버섯 형상으로 형성된다. 16 is a cross-sectional view of the semiconductor chip mounting layer 69 constituting the package substrate unit according to the tenth embodiment. As shown in FIG. 16, in the semiconductor chip mounting layer 69 according to the tenth embodiment, the metal post 24a formed on the upper surface of the conductive pad 23 has a conical shape in which the upper diameter is larger than the lower diameter. Have In addition, the opening 26a formed in the solder resist layer 25 is formed in a wider dimension. In addition, the solder bumps 11 formed on the semiconductor chip 10 and the solder bumps 27 forming the solder joints are formed in a mushroom shape.

이와 같이 하여, 제10 실시예에 있어서는, 솔더 범프(27)에 의해, 반도체칩(10)에 대한 솔더 범프(27) 및 도전성 패드(23)의 전기 전도성을 개선할 수 있다.Thus, in the tenth embodiment, the electrical conductivity of the solder bumps 27 and the conductive pads 23 with respect to the semiconductor chip 10 can be improved by the solder bumps 27.

(k) 제11 실시예(k) Eleventh embodiment

도 17은 제11 실시예에 따른 패키지 기판 유닛을 구성하는 반도체칩 탑재층(70)의 단면도이다. 도 17에 도시된 바와 같이, 제11 실시예에 따른 반도체칩 탑재층(70)에 있어서, 도전성 패드(23)의 상면에 형성된 금속 포스트(24b)는 하부 직경이 상부 직경보다 크게 되는 원추 형상을 갖는다. 이 외에, 도전성 패드(23)의 상면에 형성된 금속 포스트(24b)의 표면과 도전성 패드(23)의 상면의 일부에 대하여, 내열성 프리플럭스 처리에 의한 표면 처리를 실행하여, 표면 처리층(85)을 형성한다. 17 is a cross-sectional view of the semiconductor chip mounting layer 70 constituting the package substrate unit according to the eleventh embodiment. As shown in FIG. 17, in the semiconductor chip mounting layer 70 according to the eleventh embodiment, the metal post 24b formed on the upper surface of the conductive pad 23 has a conical shape in which the lower diameter is larger than the upper diameter. Have In addition, the surface treatment layer 85 is subjected to surface treatment by heat-resistant preflux treatment on the surface of the metal post 24b formed on the upper surface of the conductive pad 23 and a part of the upper surface of the conductive pad 23. To form.

이와 같이 하여, 제9 실시예와 마찬가지로, 제11 실시예에 있어서는, 금속 포스트(24b)의 표면과 도전성 패드(23)의 상면의 일부에 표면 처리층(85)을 형성함으로써, 솔더 레지스트층(25) 상의 개구(26)에 형성된 솔더 범프(27)와의 접속 강도를 개선할 수 있게 된다. Thus, similarly to the ninth embodiment, in the eleventh embodiment, by forming the surface treatment layer 85 on the surface of the metal post 24b and a part of the upper surface of the conductive pad 23, the solder resist layer ( The connection strength with the solder bumps 27 formed in the openings 26 on the 25 can be improved.

대안으로, 제9 실시예와 마찬가지로, 솔더 범프(27)를 형성하지 않을 수도 있고, 표면 처리층(85)을 통하여, 금속 포스트(24a)가 반도체칩(10)에 형성된 솔더 범프(27)와 직접적으로 솔더 조인트를 형성하도록 할 수도 있다. 그 결과, 솔더의 양을 줄일 수 있고, 피치를 보다 미세하게 할 수 있다. Alternatively, as in the ninth embodiment, the solder bumps 27 may not be formed, and through the surface treatment layer 85, the metal posts 24a may be formed from the solder bumps 27 formed on the semiconductor chip 10. It is also possible to form solder joints directly. As a result, the amount of solder can be reduced and the pitch can be made finer.

(l) 제12 실시예(l) Embodiment 12

도 18은 제12 실시예에 따른 패키지 기판 유닛을 구성하는 반도체칩 탑재층(71)의 단면도이다. 도 18에 도시된 바와 같이, 제12 실시예에 따른 반도체칩 탑재층(71)에 있어서, 도전성 패드(23)의 상면에 형성된 금속 포스트(24b)는 하부 직경이 상부 직경보다 크게 되는 원추 형상을 갖는다. 또한, 솔더 레지스트층(25a)에 형성된 개구(26a)는 치수가 보다 넓게 형성된다. 이 외에, 반도체칩(10)에 형성된 솔더 범프(11)와 솔더 조인트를 형성하는 솔더 범프(27)는 버섯 형상으로 형성된다. 18 is a cross-sectional view of the semiconductor chip mounting layer 71 constituting the package substrate unit according to the twelfth embodiment. As shown in FIG. 18, in the semiconductor chip mounting layer 71 according to the twelfth embodiment, the metal post 24b formed on the upper surface of the conductive pad 23 has a conical shape in which the lower diameter is larger than the upper diameter. Have In addition, the openings 26a formed in the solder resist layer 25a have a wider dimension. In addition, the solder bumps 11 formed on the semiconductor chip 10 and the solder bumps 27 forming the solder joints are formed in a mushroom shape.

Claims (11)

절연층;
솔더를 통하여, 상기 절연층에 대향하여 위치된 전자 부품의 단자와 전기 조인트를 확립하도록 상기 절연층에 형성되어 있는 전극 유닛
을 포함하며,
상기 전극 유닛은 전자 부품을 향해 돌출하는 돌출부를 갖는 것인 패키지 기판 유닛.
Insulating layer;
An electrode unit formed in the insulating layer to establish an electrical joint with a terminal of an electronic component located opposite the insulating layer through solder;
Including;
And the electrode unit has a protrusion projecting toward the electronic component.
제1항에 있어서, 상기 전극 유닛과 돌출부를 둘러싸도록 형성된 솔더 레지스트층을 더 포함하고,
상기 돌출부의 단부는 상기 솔더 레지스트층의 표면으로부터 돌출하는 것인 패키지 기판 유닛.
The method of claim 1, further comprising a solder resist layer formed to surround the electrode unit and the protrusion,
An end portion of the protruding portion protrudes from a surface of the solder resist layer.
제1항에 있어서, 상기 전극 유닛과 돌출부는 동일한 재료로 제조되는 것인 패키지 기판 유닛. The package substrate unit of claim 1, wherein the electrode unit and the protrusion are made of the same material. 제1항에 있어서, 상기 돌출부는 원기둥 형상으로 형성되는 것인 패키지 기판 유닛. The package substrate unit of claim 1, wherein the protrusion is formed in a cylindrical shape. 제1항에 있어서, 상기 돌출부에는, 내열성 프리플럭스 처리, 전해질 표면처리 또는 무전해 표면처리에 의해 형성되는 표면처리 층이 마련되어 있는 것인 패키지 기판 유닛. The package substrate unit according to claim 1, wherein the protruding portion is provided with a surface treatment layer formed by heat resistant preflux treatment, electrolyte surface treatment, or electroless surface treatment. 전자 부품;
절연층;
솔더를 통하여, 상기 절연층에 대향하여 위치된 전자 부품의 단자와 전기 조인트를 확립하도록 상기 절연층에 형성되어 있는 전극 유닛
을 포함하며,
상기 전극 유닛은 전자 부품을 향해 돌출하는 돌출부를 갖는 것인 패키지 기판 유닛.
Electronic parts;
Insulating layer;
An electrode unit formed in the insulating layer to establish an electrical joint with a terminal of an electronic component located opposite the insulating layer through solder;
Including;
And the electrode unit has a protrusion projecting toward the electronic component.
제6항에 있어서, 상기 전극 유닛과 돌출부를 둘러싸도록 형성된 솔더 레지스트층을 더 포함하고,
상기 돌출부의 단부는 상기 솔더 레지스트층의 표면으로부터 돌출하는 것인 패키지 기판 유닛.
The method of claim 6, further comprising a solder resist layer formed to surround the electrode unit and the protrusion,
An end portion of the protruding portion protrudes from a surface of the solder resist layer.
제6항에 있어서, 상기 전극 유닛과 돌출부는 동일한 재료로 제조되는 것인 패키지 기판 유닛. The package substrate unit of claim 6, wherein the electrode unit and the protrusion are made of the same material. 제6항에 있어서, 상기 돌출부는 원기둥 형상으로 형성되는 것인 패키지 기판 유닛. The package substrate unit of claim 6, wherein the protrusion is formed in a cylindrical shape. 제6항에 있어서, 상기 돌출부에는, 내열성 프리플럭스 처리, 전해질 표면처리 또는 무전해 표면처리에 의해 형성되는 표면처리 층이 마련되어 있는 것인 패키지 기판 유닛. The package substrate unit according to claim 6, wherein the protruding portion is provided with a surface treatment layer formed by heat resistant preflux treatment, electrolyte surface treatment, or electroless surface treatment. 코어층을 형성하는 단계;
상기 코어층 상에 강화층을 형성하는 단계;
상기 강화층의 표면 상에, 솔더를 통하여, 전자 부품의 단자와 전기 조인트를 확립하기 위한 전극 유닛을 형성하는 단계;
상기 전극 유닛 상에, 상기 전자 부품을 향해 돌출하는 돌출부를 형성하는 단계;
상기 전극 유닛과 돌출부를 둘러싸는 솔더 레지스트층을 형성하는 단계;
상기 솔더 레지스트층 상에 있어서, 상기 돌출부의 형성 위치에 개구를 형성하는 단계;
상기 개구에 솔더 범프를 인쇄하는 단계
를 포함하는 패키지 기판 유닛의 제조 방법.
Forming a core layer;
Forming a reinforcement layer on the core layer;
Forming an electrode unit on the surface of the reinforcing layer, through solder, for establishing an electrical joint with a terminal of the electronic component;
Forming a protrusion protruding toward the electronic component on the electrode unit;
Forming a solder resist layer surrounding the electrode unit and the protrusion;
Forming an opening on the solder resist layer at a position where the protrusion is formed;
Printing a solder bump in the opening
Method of manufacturing a package substrate unit comprising a.
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